JP2015120465A - バッテリの放電能力制御方法及びその装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】バッテリセンサ110でバッテリ10の電圧OCVと内部抵抗Rinを測定し(ステップS1)、電源管理制御部120でバッテリセンサ110からバッテリ10の電圧OCV及び内部抵抗Rinの各測定値を入力してSOFを算出する(ステップS2)。そして、算出されたSOFが閾値SOFlimitより大きいかを判定し(ステップS3)、SOFが閾値SOFlimitに達したと判定されると、スイッチ130に信号を出力して暗電流を遮断させる。
【選択図】図1
Description
SOF=OCV−I×Rin (1)
で与えられるSOFを前記状態量の測定値を用いて算出し、前記SOFまたは前記SOFに対応する前記バッテリの残存容量SOCが所定の閾値まで低下したと判定すると前記暗電流の一部または全部を遮断することを特徴とする。
SOF=a×α×SOC+V100×(1−α)+α×b−I×Rin (2)
に変換し、前記状態量として前記バッテリの安定化電圧OCVを測定または電圧の測定値から予測して前記バッテリの残存容量SOCを予測し、前記残存容量SOCと前記内部抵抗Rinとの間の第1の相関を用いて前記残存容量SOCに対応する前記内部抵抗Rinを算出し、劣化係数αを内部抵抗Rinに対応させて事前に設定した第1の対応表を用いて前記劣化係数αを前記記内部抵抗Rinから算出し、前記残存容量SOCと前記内部抵抗Rinの算出値とを前記式(2)に代入して前記SOFを算出し、前記算出されたSOFが前記閾値まで低下したと判定すると前記暗電流の一部または全部を遮断することを特徴とする。
SOF=OCV−I×Rin (1)
を用いて算出することを特徴とする。
SOF=a×α×SOC+V100×(1−α)+α×b−I×Rin (2)
に変換して用い、残存容量SOCと内部抵抗Rinとの間の第1の相関を用いて前記残存容量SOCに対応する前記内部抵抗Rinを算出し、劣化係数αを内部抵抗Rinに対応させて事前に設定した第1の対応表を用いて前記劣化係数αを前記内部抵抗Rinから算出し、前記残存容量SOCと前記内部抵抗Rinの算出値とを前記式(2)に代入して前記SOFを算出し、前記算出されたSOFが前記閾値まで低下したと判定すると前記制御信号を出力することを特徴とする。
本発明の第1の実施形態に係るバッテリの放電能力制御方法及びその装置を、図1、2を用いて説明する。図1は、本実施形態のバッテリの放電能力制御方法の処理の流れを説明するフローチャートである。また図2は、本実施形態のバッテリの放電能力制御装置100の構成を示すブロック図である。
SOF=OCV−I×Rin (1)
本発明の第2の実施形態に係るバッテリの放電能力制御方法及びその装置を、図4を用いて説明する。図4は、本実施形態のバッテリの放電能力制御方法の処理の流れを説明するフローチャートである。放電能力制御装置100の構成は第1実施形態と同じであるが、本実施形態ではバッテリセンサ110で測定するバッテリ状態量と電源管理制御部120における処理の内容が第1実施形態と異なっている。第1実施形態ではバッテリセンサ110でバッテリ10のOCVと内部抵抗Rinを測定していたが、本実施形態ではOCVに代えてSOCを測定する。
OCV=a×SOC+b (i)
ここで、パラメータa、bは、OCVとSOCの実測値を用いてあらかじめ決定しておくことができる。
OCV’=a’×SOC+b’ (ii)
b’=a×(1−α)+b=V100×(1−α)+α×b
これより、式(1)は次式のように変換することができる。
SOF=a×α×SOC+V100×(1−α)+α×b−I×Rin (2)
Rin=C×SOC-D (iii)
ここで、パラメータCは満充電(SOC=1)のときの内部抵抗Rinに相当する。
SOF=a×α×SOC+V100×(1−α)+α×b−I×C×SOC-D (iV )
式(iV)では、SOFをSOCのみの関数として表している。これより、式(iv)を用いることで、本実施形態ではSOCを求めてSOFを算出することが可能となる。SOCは、バッテリの電圧を測定し、これをOCVとするかまたは所定の相関を用いてOCVを予測し、このOCVから算出することができる。あるいは、電流を測定し、その積算値でSOCを逐次更新させるようにしてもよい。
本発明の第3の実施形態に係るバッテリの放電能力制御方法及びその装置を、図7を用いて説明する。図7は、本実施形態のバッテリの放電能力制御方法の処理の流れを説明するフローチャートである。本実施形態の放電能力制御装置は、第2実施形態と同様にバッテリ状態量としてSOCをバッテリセンサ110で測定するが、電源管理制御部120における処理の内容が第2実施形態とも異なっている。
ステップS23では、内部抵抗RinをSOCの関数で表した式(iii)のパラメータC、Dを決定する。パラメータC、Dは、SOCとRinとに対応させた第1の対応表を用いてSOC及びRinのそれぞれの測定値に対応するパラメータC、Dを補間して求めるようにすることができる。
11 オルタネータ
20 負荷
100 放電能力制御装置
110 バッテリセンサ
120 電源管理制御部
121 情報伝達手段
130 スイッチ
Claims (18)
- 駐車中の車両に搭載されたバッテリがエンジン始動に必要な放電能力を所定の目標放置期間以上保持するように前記バッテリから供給される暗電流の一部または全部を遮断する前記バッテリの放電能力制御方法であって、
前記バッテリの状態量を測定し、
前記バッテリの安定化電圧をOCV、前記バッテリの内部抵抗をRin、及び前記車両に搭載されたエンジンの始動時に前記バッテリから供給される電流をIとするとき、次式
SOF=OCV−I×Rin (1)
で与えられるSOFを前記状態量の測定値を用いて算出し、
前記SOFまたは前記SOFに対応する前記バッテリの残存容量SOCが所定の閾値まで低下したと判定すると前記暗電流の一部または全部を遮断する
ことを特徴とするバッテリの放電能力制御方法。 - 前記状態量として前記バッテリの安定化電圧OCVを測定または電圧の測定値から予測するとともに前記内部抵抗Rinを測定し、
前記安定化電圧OCV及び前記内部抵抗Rinのそれぞれの値を前記式(1)に代入して前記SOFを算出し、
前記算出されたSOFが前記閾値まで低下したと判定すると前記暗電流の一部または全部を遮断する
ことを特徴とする請求項1に記載のバッテリの放電能力制御方法。 - 前記バッテリが満充電(SOC=1)のときの前記安定化電圧OCVをV100、前記バッテリの劣化係数をαとし、a、bを事前に設定された所定のパラメータとして前記式(1)を次式
SOF=a×α×SOC+V100×(1−α)+α×b−I×Rin (2)
に変換し、
前記状態量として前記バッテリの安定化電圧OCVを測定または電圧の測定値から予測して前記バッテリの残存容量SOCを予測し、
残存容量SOCと内部抵抗Rinとの間の第1の相関を用いて前記残存容量SOCに対応する前記内部抵抗Rinを算出し、
劣化係数αを内部抵抗Rinに対応させて事前に設定した第1の対応表を用いて前記劣化係数αを前記記内部抵抗Rinから算出し、
前記残存容量SOCと前記内部抵抗Rinの算出値とを前記式(2)に代入して前記SOFを算出し、
前記算出されたSOFが前記閾値まで低下したと判定すると前記暗電流の一部または全部を遮断する
ことを特徴とする請求項1に記載のバッテリの放電能力制御方法。 - 前記バッテリが満充電(SOC=1)のときの前記内部抵抗RinをパラメータCとするとき、
前記第1の相関は、所定のパラメータDを用いてRin=C×SOC-Dで表された累乗式である
ことを特徴とする請求項3に記載のバッテリの放電能力制御方法。 - 前記パラメータC及びDは、前記残存容量SOCと前記内部抵抗Rinとに対応させて事前に設定された第2の対応表を用いて決定される
ことを特徴とする請求項4に記載のバッテリの放電能力制御方法。 - 前記第1の相関は、前記残存容量SOCの多項式である
ことを特徴とする請求項3に記載のバッテリの放電能力制御方法。 - エンジン始動に必要な放電能力の下限に相当する前記SOFをSOFlimitとし、前記SOFlimitに対応する前記残存容量SOCをSOClimitとするとき、
前記状態量としてさらに前記バッテリの前記内部抵抗Rinを測定し、
前記劣化係数αを前記第1の対応表を用いて前記記内部抵抗Rinの測定値から決定し、
SOFlimitを劣化係数αとパラメータCとに対応させて事前に設定した第3の対応表を用いて前記劣化係数αと前記パラメータCとに対応する前記SOFlimitを決定し、
前記式(2)に前記SOFlimitと前記内部抵抗Rinの測定値を代入して前記SOClimitを算出し、
前記目標放置期間に達するまでに前記バッテリから放電される放電量を前記SOClimitに加算して目標残存容量SOCtargetを算出し、
前記閾値として前記SOCtargetを用い、前記残存容量SOCが前記SOCtargetまで低下したと判定すると前記暗電流の一部または全部を遮断する、
または、
前記目標残存容量SOCtargetを前記式(2)に代入して算出される前記SOFをSOFtargetとして前記閾値に用い、前記残存容量SOCを前記式(2)に代入して算出される前記SOFが前記SOFtargetまで低下したと判定すると前記暗電流の一部または全部を遮断する
ことを特徴とする請求項4に記載のバッテリの放電能力制御方法。 - 前記SOFtargetまたは前記SOCtargetは、前記残存容量SOC及び前記内部抵抗Rinに対応させて事前に設定された第4の対応表を用いて決定される
ことを特徴とする請求項7に記載のバッテリの放電能力制御方法。 - 前記閾値として異なる値を2以上設定しておき、
前記SOFが前記閾値のいずれか1つまで低下する毎に、異なる負荷への前記暗電流を遮断する
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のバッテリの放電能力制御方法。 - 駐車中の車両に搭載されたバッテリがエンジン始動に必要な放電能力を所定の目標放置期間以上保持するように前記バッテリから供給される暗電流の一部または全部を遮断する前記バッテリの放電能力制御装置であって、
前記バッテリの状態量を測定するバッテリセンサと、
前記バッテリセンサから前記状態量の測定値を入力して前記バッテリのSOFを算出し、前記SOFまたは前記SOFに対応する前記バッテリの残存容量SOCが所定の閾値まで低下したと判定すると前記暗電流の一部または全部を遮断するための制御信号を出力する電源管理制御部と、
前記電源管理制御部から前記制御信号を入力すると、前記バッテリから所定の負荷に供給される前記暗電流を遮断するスイッチと、を備え、
前記電源管理制御部は、前記バッテリの安定化電圧をOCV、前記バッテリの内部抵抗をRin、及び前記車両に搭載されたエンジンの始動時に前記バッテリから供給される電流をIとするとき、前記SOFを次式
SOF=OCV−I×Rin (1)
を用いて算出する
ことを特徴とするバッテリの放電能力制御装置。 - 前記バッテリセンサは、前記状態量として前記バッテリの安定化電圧OCVを測定または電圧の測定値から予測するとともに前記内部抵抗Rinを測定し、
前記電源管理制御部は、前記安定化電圧OCV及び前記内部抵抗Rinのそれぞれの値を前記式(1)に代入して前記SOFを算出する
ことを特徴とする請求項10に記載のバッテリの放電能力制御装置。 - 前記バッテリセンサは、前記状態量として前記バッテリの安定化電圧OCVを測定または電圧の測定値から予測して前記バッテリの残存容量SOCを予測し、
前記電源管理制御部は、
前記バッテリが満充電(SOC=1)のときの前記安定化電圧OCVをV100、前記バッテリの劣化係数をαとし、a、bを事前に設定された所定のパラメータとして前記式(1)を次式
SOF=a×α×SOC+V100×(1−α)+α×b−I×Rin (2)
に変換して用い、
残存容量SOCと内部抵抗Rinとの間の第1の相関を用いて前記残存容量SOCに対応する前記内部抵抗Rinを算出し、
劣化係数αを内部抵抗Rinに対応させて事前に設定した第1の対応表を用いて前記劣化係数αを前記内部抵抗Rinから算出し、
前記残存容量SOCと前記内部抵抗Rinの算出値とを前記式(2)に代入して前記SOFを算出し、
前記算出されたSOFが前記閾値まで低下したと判定すると前記制御信号を出力する
ことを特徴とする請求項10に記載のバッテリの放電能力制御装置。 - 前記バッテリが満充電(SOC=1)のときの前記内部抵抗RinをパラメータCとするとき、
前記第1の相関は、所定のパラメータDを用いてRin=C×SOC-Dで表された累乗式である
ことを特徴とする請求項12に記載のバッテリの放電能力制御方法。 - エンジン始動に必要な放電能力の下限に相当する前記SOFをSOFlimitとし、前記SOFlimitに対応する前記残存容量SOCをSOClimitとするとき、
前記バッテリセンサは、前記状態量としてさらに前記内部抵抗Rinを測定し、
前記電源管理制御部は、
前記劣化係数αを前記第1の対応表を用いて前記記内部抵抗Rinの測定値から決定し、
SOFlimitを劣化係数αとパラメータCとに対応させて事前に設定した第3の対応表を用いて前記劣化係数αと前記パラメータCとに対応する前記SOFlimitを決定し、
前記式(2)に前記SOFlimitと前記内部抵抗Rinの測定値を代入して前記SOClimitを算出し、
前記目標放置期間に達するまでに前記バッテリから放電される放電量を前記SOClimitに加算して目標残存容量SOCtargetを算出し、
前記閾値として前記SOCtargetを用い、前記残存容量SOCが前記SOCtargetまで低下したと判定すると前記制御信号を出力する、
または、
前記目標残存容量SOCtargetを前記式(2)に代入して算出される前記SOFをSOFtargetとして前記閾値に用い、前記残存容量SOCを前記式(2)に代入して算出される前記SOFが前記SOFtargetまで低下したと判定すると前記制御信号を出力する
ことを特徴とする請求項13に記載のバッテリの放電能力制御装置。 - 前記電源管理制御部は、前記閾値として異なる値を2以上設定しておき、
前記SOFが前記閾値のいずれか1つまで低下する毎に、異なる負荷への前記暗電流を遮断する
ことを特徴とする請求項10乃至14のいずれか1項に記載のバッテリの放電能力制御装置。 - 前記電源管理制御部で前記SOFが前記閾値まで低下したと判定されたときに、前記暗電流が遮断されることを通知するための情報伝達手段をさらに備えている
ことを特徴とする請求項10乃至15のいずれか1項に記載のバッテリの放電能力制御装置。 - 前記バッテリセンサと前記電源管理制御部とが一体に形成されている
ことを特徴とする請求項10乃至16のいずれか1項に記載のバッテリの放電能力制御装置。 - さらに前記スイッチが一体に形成されている
ことを特徴とする請求項17に記載のバッテリの放電能力制御装置。
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